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c语言程序设计课件 谭浩强 第1章


新世纪计算机基础教育丛书丛书

主编 谭浩强

C 程序设计 第二版) (第二版)

总 目 录
第1章 章 第2章 章 第3章 章 第4章 章 第5章 章 第6章 章 第7章 章 第8章 章 C语言概述 语言概述 程序的灵魂——算法 程序的灵魂 算法 数据类型、 数据类型、运算符与表达式 最简单的C程序设计

程序设计——顺序程序设计 最简单的 程序设计 顺序程序设计 选择结构程序设计 循环控制 数组 函数

第9章 章 第10章 章 第11章 章 第12章 章 第13章 章 第14章 章 第15章 章 第16章 章

预处理命令 指针 结构体与共用体 位运算 文件 C++对C的扩充 对 的扩充 C++的面向对象基础 的面向对象基础 常见错误和程序调试

第1章 C语言概述 章 语言概述
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 C语言出现的历史背景 C语言的特点
简单的C程序介绍 简单的C

C程序的上机步骤
习题

1.1 C语言出现的历史背景 语言出现的历史背景
C语言是国际上广泛流行的计算机高级语言 既可用来写系统 语言是国际上广泛流行的计算机高级语言,既可用来写系统 语言是国际上广泛流行的计算机高级语言 软件,也可用来写应用软件。 软件,也可用来写应用软件。 C语言是在 语言的基础上发展起来的,它的根源可以追溯到 语言是在B语言的基础上发展起来的 语言是在 语言的基础上发展起来的, ALGOL 60。1960年出现的 年出现的ALGOL 60是一种面向问题的 。 年出现的 是一种面向问题的 高级语言,它离硬件比较远,不宜用来编写系统程序。 高级语言,它离硬件比较远,不宜用来编写系统程序。 1963年英国的剑桥大学推出了 1963年英国的剑桥大学推出了CPL (combined 年英国的剑桥大学推出了CPL programming language)语言。CPL语言在 语言。 语言在ALGOL 60的基 语言 语言在 的基 础上接近硬件一些,但规模比较大,难以实现。 础上接近硬件一些,但规模比较大,难以实现。1967年英 年英 国剑桥大学的Matin Richards对CPL语言做了简化,推出 语言做了简化, 国剑桥大学的 对 语言做了简化 语言。 了BCPL (basic combined programming language) 语言。 1970年美国贝尔实验室的 年美国贝尔实验室的

Ken Thompson 以BCPL语言为基础, 又做了进 语言为基础, 语言为基础 一步简化, 一步简化, 设计出了很简单的而且很接近硬件的 B语言 (取BCPL的第一个字母 , 并用 语言写了 的第一个字母), 并用B语言写了 语言 取 的第一个字母 第一个UNIX操作系统,在PDP?7上实现。1971 操作系统, 上实现。 第一个 操作系统 ? 上实现 年在PDP?11/20上实现了 语言,并写了 上实现了B语言 年在 ? 上实现了 语言,并写了UNIX 操作系统。 语言过于简单, 操作系统。但B语言过于简单,功能有限。 语言过于简单 功能有限。

1972年至 年至1973年间,贝尔实验室的 年间, 年至 年间 贝尔实验室的D.M.Ritchie 在B语言的 语言的 基础上设计出了C语言 取 的第二个字母)。 语言既 基础上设计出了 语言(取BCPL的第二个字母 。C语言既 语言 的第二个字母 保持了BCPL和B语言的优点 精练,接近硬件 ,又克服了 和 语言的优点 精练,接近硬件), 语言的优点(精练 保持了 它们的缺点(过于简单,数据无类型等 。最初的C语言只 它们的缺点 过于简单,数据无类型等)。最初的 语言只 过于简单 是为描述和实现UNIX操作系统提供一种工作语言而设计 是为描述和实现UNIX操作系统提供一种工作语言而设计 的。1973年,K.Thompson和D.M.Ritchie两人合作把 年 和 两人合作把 UNIX的90%以上用 改写,即UNIX第5版。原来的 的 以上用C改写 以上用 改写, 第 版 原来的UNIX 操作系统是1969年由美国的贝尔实验室的 年由美国的贝尔实验室的K.Thompson和 操作系统是 年由美国的贝尔实验室的 和 D.M.Ritchie开发成功的,是用汇编语言写的。 开发成功的,是用汇编语言写的。 开发成功的

1972年至 年至1973年间,贝尔实验室的 年间, 年至 年间 贝尔实验室的D.M.Ritchie 在B语言的基础 语言的基础 上设计出了C语言 取 的第二个字母)。 语言既保持了 上设计出了 语言(取BCPL的第二个字母 。C语言既保持了 语言 的第二个字母 BCPL和B语言的优点 精练,接近硬件 ,又克服了它们的缺 和 语言的优点 精练,接近硬件), 语言的优点(精练 过于简单, 点(过于简单,数据无类型等 。最初的 语言只是为描述和 过于简单 数据无类型等)。最初的C语言只是为描述和 实现UNIX操作系统提供一种工作语言而设计的。1973年, 操作系统提供一种工作语言而设计的。 实现 操作系统提供一种工作语言而设计的 年 K.Thompson和D.M.Ritchie两人合作把 和 两人合作把UNIX的90%以上用 以上用C 两人合作把 的 以上用 改写, 操作系统是1969年由美 改写,即UNIX第5版。原来的 第 版 原来的UNIX 操作系统是 年由美 国的贝尔实验室的K.Thompson和D.M.Ritchie开发成功的, 和 开发成功的, 国的贝尔实验室的 开发成功的 是用汇编语言写的。 是用汇编语言写的。

后来, 语言多次做了改进 语言多次做了改进, 后来,C语言多次做了改进,但主要还是在贝尔实验室内部 使用。直到 版公布后, 语言的突出优点 使用。直到1975年UNIX第6版公布后,C语言的突出优点 年 第 版公布后 才引起人们的普遍注意。 才引起人们的普遍注意。1977年出现了不依赖于具体机器 年出现了不依赖于具体机器 语言编译文本《 语言编译程序》 的C语言编译文本《可移植 语言编译程序》,使C移植 语言编译文本 可移植C语言编译程序 移植 到其他机器时所需做的工作大大简化了, 到其他机器时所需做的工作大大简化了,这也推动了 UNIX操作系统迅速地在各种机器上实现。例如VAX、 操作系统迅速地在各种机器上实现。例如 操作系统迅速地在各种机器上实现 、 AT&T等计算机系统都相继开发了 等计算机系统都相继开发了UNIX。随着 等计算机系统都相继开发了 。随着UNIX的日 的日 益广泛使用, 语言也迅速得到推广 语言也迅速得到推广。 语言和 语言和UNIX可以 益广泛使用,C语言也迅速得到推广。C语言和 可以 说是一对孪生兄弟,在发展过程中相辅相成。 年以后, 说是一对孪生兄弟,在发展过程中相辅相成。1978年以后, 年以后 C语言已先后移植到大、中、小、微型机上,已独立于 语言已先后移植到大、 语言已先后移植到大 微型机上, UNIX和PDP了。现在 语言已风靡全世界,成为世界上 和 语言已风靡全世界, 了 现在C语言已风靡全世界

应用最广泛的几种计算机语言之一。 应用最广泛的几种计算机语言之一。以1978年发表的 年发表的 UNIX第7版中的 编译程序为基础,Brian W.Kernighan 第 版中的 编译程序为基础, 版中的C编译程序为基础 合称K&R)合著了影响深远的名著 和Dennis M.Ritchie (合称 合称 合著了影响深远的名著 《The C Programming Language》,这本书中介绍的 》 这本书中介绍的C 语言成为后来广泛使用的C语言版本的基础, 语言成为后来广泛使用的 语言版本的基础,它被称为标 语言版本的基础 准C。1983年,美国国家标准化协会 根据C语言问 。 年 美国国家标准化协会(ANSI)根据 语言问 根据 世以来各种版本对C的发展和扩充,制定了新的标准, 世以来各种版本对 的发展和扩充,制定了新的标准,称 的发展和扩充 比原来的标准C有了很大的发展 为ANSI C。 ANSI C比原来的标准 有了很大的发展。K 。 比原来的标准 有了很大的发展。 & R在1988年修改了他们的经典著作《The C 年修改了他们的经典著作《 在 年修改了他们的经典著作 Programming Language》,按照 ANSI C 标准重新写了 》 该书。 又公布了新标准——87 ANSIC。 该书。1987年,ANSI又公布了新标准 年 又公布了新标准 。

1990年,国际标准化组织ISO(International Standard 年 国际标准化组织 Organization) 接受 ANSI C为ISO C 的标准 接受87 的标准(ISO 9899— 为 1990)。目前流行的C编译系统都是以它为基础的。本书的 。目前流行的 编译系统都是以它为基础的 编译系统都是以它为基础的。 叙述基本上以ANSI C 为基础。目前广泛流行的各种版本 为基础。 叙述基本上以 C语言编译系统虽然基本部分是相同的,但也有一些不同。 语言编译系统虽然基本部分是相同的,但也有一些不同。 语言编译系统虽然基本部分是相同的 在微型机上使用的有Microsoft C、 Turbo C、 Quick C、 在微型机上使用的有 、 、 、 BORLAND C等,它们的不同版本又略有差异。因此,读 等 它们的不同版本又略有差异。因此, 者应了解所用的计算机系统所配置的C编译系统的特点和 者应了解所用的计算机系统所配置的 编译系统的特点和 可以参阅有关手册)。 规定 (可以参阅有关手册 。 可以参阅有关手册

1.2 C语言的特点 语言的特点
一种语言之所以能存在和发展,并具有生命力, 一种语言之所以能存在和发展,并具有生命力,总是有其不 同于(或优于 其他语言的特点。 语言的主要特点如下 或优于)其他语言的特点 语言的主要特点如下。 同于 或优于 其他语言的特点。C语言的主要特点如下。 (1) 语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。C语言一共只有 语言简洁、紧凑,使用方便、灵活。 语言一共只有 语言一共只有32 个关键字, 种控制语句 程序书写形式自由, 种控制语句, 个关键字,9种控制语句,程序书写形式自由,主要用小写 字母表示,压缩了一切不必要的成分。下面将C与 字母表示,压缩了一切不必要的成分。下面将 与 PASCAL语言做一比较 PASCAL语言做一比较。 语言做一比较。 (2) 运算符丰富。C的运算符包含的范围很广泛,共有 种 运算符丰富。 的运算符包含的范围很广泛 共有34种 的运算符包含的范围很广泛, 运算符。 把括号 赋值、 把括号、 运算符。C把括号、赋值、强制类型转换等都作为运算符 处理,从而使C的运算类型极其丰富 表达式类型多样化。 的运算类型极其丰富, 处理,从而使 的运算类型极其丰富,表达式类型多样化。 灵活使用各种运算符可以实现在其他高级语言中难以实现 的运算。 的运算。

(3) 数据结构丰富,具有现代化语言的各种数据结 数据结构丰富, 的数据类型有整型、 构。C的数据类型有整型、实型、字符型、数组 的数据类型有整型 实型、字符型、 类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。 类型、指针类型、结构体类型、共用体类型等。 能用来实现各种复杂的数据结构(如链表 如链表、 能用来实现各种复杂的数据结构 如链表、树、 栈等)的运算 尤其是指针类型数据, 的运算。 栈等 的运算。尤其是指针类型数据,使用起来 更为灵活、 比PASCAL更为灵活、多样。 更为灵活 多样。 (4) 具有结构化的控制语句 如if…else语句、while 具有结构化的控制语句(如 语句、 语句 语句、 语句、 语句、 语句 语句)。 语句、do…while语句、switch语句、for语句 。 语句 语句 用函数作为程序的模块单位, 用函数作为程序的模块单位,便于实现程序的模 块化。 是良好的结构化语言 是良好的结构化语言, 块化。C是良好的结构化语言, 符合现代编程风 格的要求。 格的要求。

(5) 语法限制不太严格,程序设计自由度大。例如对数 语法限制不太严格,程序设计自由度大。 组下标越界不做检查, 组下标越界不做检查,由程序编写者自己保证程序的 正确。对变量的类型使用比较灵活, 正确。对变量的类型使用比较灵活,例如整型数据与 字符型数据可以通用。 字符型数据可以通用。一般的高级语言语法检查比较 能检查出几乎所有的语法错误。 严,能检查出几乎所有的语法错误。而C语言允许程 语言允许程 序编写者有较大的自由度,因此,放宽了语法检查。 序编写者有较大的自由度,因此,放宽了语法检查。 程序员应当仔细检查程序,保证其正确, 程序员应当仔细检查程序,保证其正确,而不要过分 依赖C编译程序去查错 编译程序去查错。 限制” 灵活” 依赖 编译程序去查错。“限制”与“灵活”是一对 矛盾。限制严格,就失去灵活性;而强调灵活 而强调灵活, 矛盾。限制严格,就失去灵活性 而强调灵活,就必然 放松限制。一个不熟练的编程人员,编一个正确的C 放松限制。一个不熟练的编程人员,编一个正确的 程序可能会比编一个其他高级语言程序难一些。 程序可能会比编一个其他高级语言程序难一些。也就 是说,对用C语言的人 要求对程序设计更熟练一些。 语言的人, 是说,对用 语言的人,要求对程序设计更熟练一些。

(6) C语言能进行位 语言能进行位(bit)操作,能实现汇编语言的大 操作, 语言能进行位 操作 部分功能,可以直接对硬件进行操作。因此C既 部分功能,可以直接对硬件进行操作。因此 既 具有高级语言的功能, 具有高级语言的功能,又具有低级语言的许多功 可用来写系统软件。 语言的这种双重性 语言的这种双重性, 能,可用来写系统软件。C语言的这种双重性, 使它既是成功的系统描述语言, 使它既是成功的系统描述语言,又是通用的程序 设计语言。 设计语言。 有人把C称为 高级语言中的低级语言” 称为“ 有人把 称为“高级语言中的低级语言” 或“中级 语言” 意为兼有高级和低级语言的特点。 语言”,意为兼有高级和低级语言的特点。按此 观点可将各语言分类如下: 观点可将各语言分类如下:

高级: 高级 BASIC,FORTRAN,COBOL,PASCAL,Ada,Modula-2; ; 中级: 宏汇编; 中级 C,FORTH,宏汇编; 宏汇编 低级: 低级 汇编语言 一般仍习惯将C语言称为高级语言,因为 程序也要通过编译 程序也要通过编译、 一般仍习惯将 语言称为高级语言,因为C程序也要通过编译、 语言称为高级语言 连接才能得到可执行的目标程序, 连接才能得到可执行的目标程序,这是和其他高级语言相 同的。 同的。 C的以上特点,读者现在也许还不能深刻理解,待学完C以后 的以上特点,读者现在也许还不能深刻理解,待学完 以后 的以上特点 再回顾一下,就会有比较深的体会。我们从应用的角度出 再回顾一下,就会有比较深的体会。 发对C语言和其他传统的高级语言作一简单比较。 发对 语言和其他传统的高级语言作一简单比较。 语言和其他传统的高级语言作一简单比较

从掌握语言的难易程度来看, 语言比其他语言难一些 语言比其他语言难一些。 从掌握语言的难易程度来看,C语言比其他语言难一些。 BASIC是初学者入门的较好的语言,FORTRAN也比较 是初学者入门的较好的语言, 是初学者入门的较好的语言 也比较 好掌握。对科学计算多用FORTRAN或PL/Ⅰ;对商业和管 好掌握。对科学计算多用 或 Ⅰ 对商业和管 理等数据处理领域, 为宜。 语言虽然也可用 理等数据处理领域,用COBOL为宜。C语言虽然也可用 为宜 于科学计算和管理领域,但并不理想, 的特长不在这里 的特长不在这里。 于科学计算和管理领域,但并不理想,C的特长不在这里。 对操作系统和系统实用程序以及需要对硬件进行操作的 场合, 语言明显地优越于其他高级语言, 场合,用C语言明显地优越于其他高级语言,有的大型应 语言明显地优越于其他高级语言 用软件也用C语言编写 从教学角度,由于PASCAL是世 语言编写。 用软件也用 语言编写。从教学角度,由于 是世 界上第一个结构化语言, 界上第一个结构化语言,而曾被认为是计算机专业的比 较理想的教学语言。 较理想的教学语言。目前在数据结构等课程中一般用 PASCAL语言举例。但PASCAL语言难以推广到各实际 语言举例。 语言举例 语言难以推广到各实际 应用领域, 应用领域,

到目前为止基本上只是教学语言。 语言也是理想的结构 到目前为止基本上只是教学语言。C语言也是理想的结构 化语言, 且描述能力强, 同样适于教学。 化语言, 且描述能力强, 同样适于教学。 操作系统课程 多结合UNIX讲解,而UNIX与C不可分,因此,C语言已 讲解, 不可分, 多结合 讲解 与 不可分 因此, 语言已 经成为被广泛使用的教学语言。 除了能用于教学外 除了能用于教学外, 经成为被广泛使用的教学语言。C除了能用于教学外,还 有广泛的应用领域,因此更有生命力。 有广泛的应用领域,因此更有生命力。PASCAL和其他 和其他 高级语言的设计目标是通过严格的语法定义和检查来保 证程序的正确性, 则是强调灵活性, 证程序的正确性,而C则是强调灵活性,使程序设计人员 则是强调灵活性 能有较大的自由度,以适应宽广的应用面。总之, 语言 能有较大的自由度,以适应宽广的应用面。总之,C语言 对程序员要求较高。程序员使用 语言编写程序会感到限 对程序员要求较高。程序员使用C语言编写程序会感到限 制少,灵活性大,功能强,可以编写出任何类型的程序。 制少,灵活性大,功能强,可以编写出任何类型的程序。 现在, 语言已不仅用来编写系统软件 语言已不仅用来编写系统软件, 现在,C语言已不仅用来编写系统软件,也用来编写应用 软件。学习和使用 的人已越来越多 的人已越来越多。 软件。学习和使用C的人已越来越多。

1.3 简单的 程序介绍 简单的C程序介绍
下面先介绍几个简单的C程序,然后从中分析C程序的特性。 下面先介绍几个简单的 程序,然后从中分析 程序的特性。 程序 程序的特性 例 1.1 main ( ) { printf ("This is a C program.\n"); } 本程序的作用是输出以下一行信息: 本程序的作用是输出以下一行信息 This is a c program. 表示“主函数” 每一个C程序都必须有一个 其中 main 表示“主函数”。每一个 程序都必须有一个 main 函数。函数体由大括弧{}括起来 括起来。 函数。函数体由大括弧 括起来。本例中主函数内只有一个输 出语句, 语言中的输出函数(详见第 出语句,printf是C语言中的输出函数 详见第 章)。双引号 是 语言中的输出函数 详见第4章 。 双括号)内的字符串原样输出。 是换行符, (双括号)内的字符串原样输出。“\n”是换行符,即在输出 是换行符 后回车换行。 “This is a c program.”后回车换行。语句最后有一分号。 后回车换行 语句最后有一分号。

例 1.2 main ( )/*求两数之和 求两数之和*/ 求两数之和 { int a,b,sum; /*这是定义变量 , , 这是定义变量*/ 这是定义变量 a=123; b=456; /* 以下 行为 语句 */ 以下3行为 行为C语句 sum=a+b; printf ("sum is %d/n", sum); , } 本程序的作用是求两个整数a和 之和 之和sum。/*……*/表示注 本程序的作用是求两个整数 和b之和 。 表示注 释部分,为便于理解,我们用汉字表示注释, 释部分,为便于理解,我们用汉字表示注释,当然也可 以用英语或汉字拼音作注释。注释只是给人看的, 以用英语或汉字拼音作注释。注释只是给人看的,对编 译和运行不起作用。注释可以加在程序中任何位置。 译和运行不起作用。注释可以加在程序中任何位置。第2 行是声明部分, 定义变量a和b,指定 a和b为整型 行是声明部分, 定义变量 和 , 和 为整型(int)变 变 为整型 行是两个赋值语句, 的值分别为123和 量。第3行是两个赋值语句,使a和b的值分别为 和 行是两个赋值语句 和 的值分别为

456。第4行使 。 行使sum的值为 的值为a+b,第5行中“%d”是输入输 行中“ 行使 的值为 , 行中 是输入输 出的“格式字符串” 出的“格式字符串”,用来指定输入输出时的数据类型 和格式(详见第 章 , 表示“ 和格式 详见第4章),“%d”表示“以十进制整数形式输 详见第 表示 出”。在执行输出时,此位置上代以一个十进制整数值。 在执行输出时,此位置上代以一个十进制整数值。 printf函数中括弧内最右端 函数中括弧内最右端sum是要输出的变量,现在它 是要输出的变量, 函数中括弧内最右端 是要输出的变量 的值为579(即123+456之值 。因此输出一行信息为 即 之值)。 的值为 之值 因此输出一行信息为sum is 579 例1.3 main ( )/* 主函数*/ 主函数 { int a, b, c; , , /*声明部分,定义变量*/ 声明部分,定义变量 声明部分 /*输入变量 和b的值 输入变量a和 的值 的值*/ 输入变量 scanf ("%d,%d",&a,&b); , , ,

c=max (a,b); /*调用 调用max函数,将得到的值赋给 函数, , 调用 函数 将得到的值赋给c*/ printf ("max=%d",c); /*输出 的值 输出c的值 , 输出 的值*/ } int max(int x,int y) /* 定义 定义max函数,函数值为整 函数, , 函数 形式参数x, 为整型 为整型*/ 型, 形式参数 ,y为整型 {int z; /* max函数中的声明部分,定义本函数中用 函数中的声明部分, 函数中的声明部分 到的变量z为整型 为整型*/ 到的变量 为整型 if (x>y) z=x; else z=y; return (z); /*将z的值返回,通过 的值返回, 带回调用处*/ 将 的值返回 通过max带回调用处 带回调用处 }

本程序包括两个函数:主函数 和被调用的函数max。max 本程序包括两个函数 主函数main和被调用的函数 主函数 和被调用的函数 。 函数的作用是将x和 中较大者的值赋给变量 中较大者的值赋给变量z。 函数的作用是将 和y中较大者的值赋给变量 。return语句 语句 的值返回给主调函数main。返回值是通过函数名 将z的值返回给主调函数 的值返回给主调函数 。返回值是通过函数名max 带回到main函数的调用处。main函数中的 函数的调用处。 函数中的scanf是“输入 带回到 函数的调用处 函数中的 是 函数”的名字 都是C系统提供的标准输入输 函数”的名字(scanf和printf都是 系统提供的标准输入输 和 都是 出函数)。程序中scanf函数的作用是输入 和b的值。&a和 函数的作用是输入a和 的值 的值。 和 出函数 。程序中 函数的作用是输入 &b中的“&”的含义是“取地址”,此scanf函数的作用是 中的“ 的含义是 取地址” 的含义是“ 中的 函数的作用是 将两个数值分别输入到变量a和 的地址所标志的单元中 的地址所标志的单元中, 将两个数值分别输入到变量 和b的地址所标志的单元中, 也就是输入给变量a和 。这种形式是与其他语言不同的。 也就是输入给变量 和b。这种形式是与其他语言不同的。 它相当于BASIC语言中的 语言中的INPUT a,b或PASCAL语言中 它相当于 语言中的 , 或 语言中 前面的“ 的Read (a,b)。&a和&b前面的“%d,%d”的含义与前 , 。 和 前面的 , 的含义与前 相同, 相同,

只是现在用于“输入” 只是现在用于“输入”。它指定输入的两个数据 按十进制整数形式输入。关于scanf函数详见第 章。 函数详见第4章 按十进制整数形式输入。关于 函数详见第 main函数中第 行为调用 函数中第4行为调用 函数, 函数中第 行为调用max函数,在调用时将实际 函数 参数a和 的值分别传送给 的值分别传送给max函数中的形式参数 函数中的形式参数x 参数 和b的值分别传送给 函数中的形式参数 函数得到一个返回值(即 和y。经过执行 。经过执行max函数得到一个返回值 即max函 函数得到一个返回值 函 数中变量z的值 把这个值赋给变量c。然后输出c 的值), 数中变量 的值 ,把这个值赋给变量 。然后输出 的值。 函数中双引号内的“ 的值。printf函数中双引号内的“max=%d”,在输 函数中双引号内的 , 出时,其中“ 将由c的值取代之 出时,其中“%d”将由 的值取代之,“max =”原 将由 的值取代之, 原 样输出。程序运行情况如下: 样输出。程序运行情况如下 8,5 ?(输入 和5给a和b) 输入8和 给 和 , 输入 max=8 (输出 的值 输出c的值 输出 的值)

本例用到了函数调用、实际参数和形式参数等概念, 本例用到了函数调用、实际参数和形式参数等概念,我们只 做了很简单的解释。读者如对此不大理解,可以先不予以 做了很简单的解释。读者如对此不大理解, 深究,在学到以后有关章节时,问题自然迎刃而解。 深究,在学到以后有关章节时,问题自然迎刃而解。在此 介绍此例子,无非是使读者对 程序的组成和形式有一个 介绍此例子,无非是使读者对C程序的组成和形式有一个 初步的了解。 初步的了解。 通过以上几个例子,可以看到: 通过以上几个例子,可以看到 (1) C程序是由函数构成的。一个 源程序至少包含一个 程序是由函数构成的。 源程序至少包含一个main 程序是由函数构成的 一个C源程序至少包含一个 函数,也可以包含一个 函数和若干个其他函数。 函数,也可以包含一个main函数和若干个其他函数。因此, 函数和若干个其他函数 因此, 函数是C程序的基本单位。 函数是 程序的基本单位。被调用的函数可以是系统提供 程序的基本单位 的库函数(例如 函数), 的库函数 例如printf和scanf函数 ,也可以是用户根据需要 例如 和 函数 自

己编制设计的函数(例如, 中的max函数 。C的函数相当 函数)。 的函数相当 己编制设计的函数 例如,例1.3中的 例如 中的 函数 于其他语言中的子程序,用函数来实现特定的功能。 于其他语言中的子程序,用函数来实现特定的功能。程序中 的全部工作都是由各个函数分别完成的。编写C程序就是编写 的全部工作都是由各个函数分别完成的。编写 程序就是编写 一个个函数。 的函数库十分丰富 的函数库十分丰富, 一个个函数。C的函数库十分丰富,ANSI C建议的标准库函 建议的标准库函 数中包括100多个函数,Turbo C和MS C 4.0提供 多个库函 数中包括 多个函数, 和 提供300多个库函 多个函数 提供 的这种特点使得容易实现程序的模块化。 数。C的这种特点使得容易实现程序的模块化。 的这种特点使得容易实现程序的模块化 (2) 一个函数由两部分组成 一个函数由两部分组成: 函数的首部,即函数的第一行。包括函数名、函数类型、 ① 函数的首部,即函数的第一行。包括函数名、函数类型、函 数属性、函数参数(形参 形参)名 参数类型。 数属性、函数参数 形参 名、参数类型。 例如, 中的max函数的首部为 例如,例1.3中的 中的 函数的首部为

int ↓ ↓

max ↓

(int ↓

x, ↓

int ↓

y)

函数类型 函数名

函数参数类型 函数参数名 函数参数类型 函数参数名

一个函数名后面必须跟一对圆括弧, 一个函数名后面必须跟一对圆括弧, 函数参数可 以没有, 以没有,如main( )。 。 函数体,即函数首部下面的大括弧{……}内的部 ② 函数体,即函数首部下面的大括弧 内的部 如果一个函数内有多个大括弧, 分。如果一个函数内有多个大括弧,则最外层的 一对{ 为函数体的范围 为函数体的范围。 一对 }为函数体的范围。 函数体一般包括: 函数体一般包括 · 声明部分:在这部分中定义所用到的变量,如例 声明部分:在这部分中定义所用到的变量, 1.3中main函数中的“int a,b,c;”。 在第 章中 函数中的“ 中 函数中的 , , 。 在第8章中 还将会看到, 还将会看到,在声明部分中要对所调用的函数进 行声明。 行声明。 执行部分:由若干个语句组成。 执行部分:由若干个语句组成。

当然,在某些情况下也可以没有声明部分 例如 例如, 当然,在某些情况下也可以没有声明部分(例如, 例1.1)。甚至可以既无声明部分,也无执行部分。 。甚至可以既无声明部分,也无执行部分。 如: dump ( ) { } 它是一个空函数,什么也不干,但这是合法的。 它是一个空函数,什么也不干,但这是合法的。 (3) 一个 程序总是从 一个C程序总是从 程序总是从main函数开始执行的,而不 函数开始执行的, 函数开始执行的 函数在整个程序中的位置如何(main函数可 论main函数在整个程序中的位置如何 函数在整个程序中的位置如何 函数可 以放在程序最前头,也可以放在程序最后, 以放在程序最前头,也可以放在程序最后,或在一 些函数之前,在另一些函数之后)。 些函数之前,在另一些函数之后 。 (4) C程序书写格式自由,一行内可以写几个语句, 程序书写格式自由, 程序书写格式自由 一行内可以写几个语句, 一个语句可以分写在多行上。 程序没有行号 程序没有行号, 一个语句可以分写在多行上。C程序没有行号,

也不像FORTRAN或COBOL那样严格规定书写 或 也不像 那样严格规定书写 格式(语句必须从某一列开始书写 语句必须从某一列开始书写)。 格式 语句必须从某一列开始书写 。 (5) 每个语句和数据定义的最后必须有一个分号。 每个语句和数据定义的最后必须有一个分号。 分号是C语句的必要组成部分。例如: 分号是 语句的必要组成部分。例如 语句的必要组成部分 c=a+b; 分号不可少。即使是程序中最后一个语句也应包含 分号不可少。 分号(这是和 这是和PASCAL语言不同的 。 语言不同的)。 分号 这是和 语言不同的 (6) C语言本身没有输入输出语句。输入和输出的 语言本身没有输入输出语句。 语言本身没有输入输出语句 操作是由库函数scanf和printf等函数来完成的。 等函数来完成的。 操作是由库函数 和 等函数来完成的 C对输入输出实行“函数化”。由于输入输出操 对输入输出实行“ 对输入输出实行 函数化” 作牵涉到具体的计算机设备, 作牵涉到具体的计算机设备,把输入输出操作放 在函数中处理,就可以使C语言本身的规模较小 语言本身的规模较小, 在函数中处理,就可以使 语言本身的规模较小,

编译程序简单,很容易在各种机器上实现, 编译程序简单,很容易在各种机器上实现,程序 具有可移植性。当然,不同的C语言系统需要对 具有可移植性。当然,不同的 语言系统需要对 函数库中的函数作不同的处理。不同的C系统除 函数库中的函数作不同的处理。不同的 系统除 了提供函数库中的标准函数外, 了提供函数库中的标准函数外,还按照硬件的情 况提供一些专门的函数。 况提供一些专门的函数。因此不同的系统所提供 的函数个数和功能是有所不同的。 的函数个数和功能是有所不同的。 (7) 可以用 可以用/*……*/对C程序中的任何部分作注释。 程序中的任何部分作注释。 对 程序中的任何部分作注释 一个好的、有使用价值的源程序都应当加上必要 一个好的、 的注释,以增加程序的可读性。 的注释,以增加程序的可读性。

1.4 C程序的上机步骤 程序的上机步骤
我们已经看到了一些用C语言编写的程序。 我们已经看到了一些用 语言编写的程序。为了使计算机能按 语言编写的程序 照人们的意志进行工作,必须根据问题的要求, 照人们的意志进行工作,必须根据问题的要求,编写出相应 的程序。所谓程序,就是一组计算机能识别和执行的指令。 的程序。所谓程序,就是一组计算机能识别和执行的指令。 每一条指令使计算机执行特定的操作。 每一条指令使计算机执行特定的操作。程序可以用高级语言 例如QBASIC,FORTRAN,PASCAL,C等)编写。用 (例如 , , , 等 编写。 高级语言编写的程序称为“源程序” 高级语言编写的程序称为“源程序”(source program)。 )。 从根本上说,计算机只能识别和执行由0和 组成的二进制的 从根本上说,计算机只能识别和执行由 和1组成的二进制的 指令,而不能识别和执行用高级语言写的指令。 指令,而不能识别和执行用高级语言写的指令。为了使计算 机能执行高级语言源程序,必须先用一种称为“编译程序” 机能执行高级语言源程序,必须先用一种称为“编译程序” 的软件,把源程序翻译成二进制形式的“目标程序” 的软件,把源程序翻译成二进制形式的“目标程序”, 然后 将该目标程序与系统的函数库和其他目标程序连接起来, 将该目标程序与系统的函数库和其他目标程序连接起来,形 成可执行的目标程序。 成可执行的目标程序。

图1.1

在编好一个C源程序后,如何上机运行呢? 在纸上写好一个 在编好一个 源程序后,如何上机运行呢 源程序后 程序后,要经过以下几个步骤: 程序后,要经过以下几个步骤:上机输入与编辑源程序 对源程序进行编译与库函数连接运行目标程序这样几个 步骤。 步骤。 以上过程如图1.1所示 其中实线表示操作流程, 所示。 以上过程如图 所示。其中实线表示操作流程,虚线表示 文件的输入输出。例如,编辑后得到一个源程序文件f.c, 文件的输入输出。例如,编辑后得到一个源程序文件 , 然后在进行编译时再将源程序文件f.c输入 输入, 然后在进行编译时再将源程序文件 输入,经过编译得 到目标程序文件f.obj,再将目标程序文件 输入内存, 到目标程序文件 ,再将目标程序文件f.obj输入内存, 输入内存 与系统提供的库函数等连接, 与系统提供的库函数等连接,得到可执行的目标程序文 调入内存并使之运行。 件f.exe,最后把 ,最后把f.exe调入内存并使之运行。 调入内存并使之运行 在了解了C语言的初步知识后 读者最好上机运行一个C程 语言的初步知识后, 在了解了 语言的初步知识后,读者最好上机运行一个 程 以建立对C程序的初步认识 程序的初步认识。 序,以建立对 程序的初步认识。

下面分别就三种不同的环境下运行C程序作一简单 下面分别就三种不同的环境下运行 程序作一简单 介绍。 介绍。 1. 用Turbo C 运行 程序的步骤 运行C程序的步骤 Turbo C是在微机上广泛使用的编译程序。它具有 是在微机上广泛使用的编译程序。 是在微机上广泛使用的编译程序 方便、直观、易用的界面和丰富的库函数。 方便、直观、易用的界面和丰富的库函数。它向 用户提供一个集成环境,把程序的编辑、编译、 用户提供一个集成环境,把程序的编辑、编译、 连接和运行等操作全部集中在一个界面上进行, 连接和运行等操作全部集中在一个界面上进行, 使用十分方便。 使用十分方便。 为了能使用Turbo C,必须先将 为了能使用 ,必须先将Turbo C编译程序 编译程序 装入磁盘的某一目录下,例如放在C盘根目录下 装入磁盘的某一目录下,例如放在 盘根目录下 一级TC子目录下 子目录下。 一级 子目录下。

(1) 调用 Turbo C程序。如果用户的当前目录是 程序。 程序 Turbo C编译程序所在的子目录(例如 子目 编译程序所在的子目录( 编译程序所在的子目录 例如TC子目 ),只需从键盘键入 只需从键盘键入“ 命令即可: 录),只需从键盘键入“tc” 命令即可

图1.2

C:\TC>tc ? 屏幕上出现Turbo C集成环境,见图 所示。从图 集成环境, 所示。 屏幕上出现 集成环境 见图1.2所示 1.2可以看到在集成环境的上部,有一行“主菜 可以看到在集成环境的上部, 可以看到在集成环境的上部 有一行“ 其中包括下面8个菜单项 个菜单项: 单”, 其中包括下面 个菜单项 File Edit Run Compile Project Option Debug break/watch 用户可以通过以上菜单项来选择使用Turbo C集成 用户可以通过以上菜单项来选择使用 集成 环境所提供的Turbo C的各项主要功能。以上 个 的各项主要功能。 环境所提供的 的各项主要功能 以上8个 菜单项分别代表:文件操作、编辑、运行、编译、 菜单项分别代表:文件操作、编辑、运行、编译、 项目文件、选项、调试、中断/观察等功能 观察等功能。 项目文件、选项、调试、中断 观察等功能。 用键盘上的“ ” 用键盘上的“←”和“→”键可以选择菜单条中所 ” 需要的菜单项,被选中的项以“反相” 需要的菜单项,被选中的项以“反相”图1.3形式 形式 显示

(例如主菜单中的各项原来以白 底黑字显示, 底黑字显示,被选中时改为以 黑底白字显示)。 黑底白字显示)。 此时若按回 车键,就会出现一个下拉菜单。 车键,就会出现一个下拉菜单。 例如在选中“ 例如在选中“File”菜单并按回 菜单并按回 车键后,屏幕上“ 车键后,屏幕上“File”下面出 下面出 现下拉菜单,见图1.3所示。它 现下拉菜单,见图 所示。 所示 是一个子菜单,提供多项选择。 是一个子菜单,提供多项选择。 可以用“ ” 可以用“↓”键选择所需要的 项。例如选择“New”处, 并 例如选择“ 处 按回车键, 按回车键,表示要建立一个新 源程序。 的C源程序。 源程序 图1.3

如果选择“ 并按回车键, 如果选择“Load” , 并按回车键, 表示要调入一个已有的 源文件,此时屏幕上出现一个对话框(见图 见图1.4)。要求你 源文件,此时屏幕上出现一个对话框 见图 。 输入该文件的名字。用户可输入该文件名,例如:tc1.c, 输入该文件的名字。用户可输入该文件名,例如 , 如果已存在此文件, 如果已存在此文件,则系统会将此文件调入内存并显示 在屏幕上。此时自动转为编辑(Edit)状态。 在屏幕上。此时自动转为编辑 状态。 状态 如果原来不存在此文件名, 如果原来不存在此文件名,则系统会建立一个以指定的名 字命名的新文件。 字命名的新文件。

图1.4

(2) 编辑源文件。在编辑 编辑源文件。在编辑(Edit) 状态下可以根据需要输入或 修改源程序。 修改源程序。 (3) 编译源程序。选择“Compile”菜单并在其下拉菜单中选 编译源程序。选择“ 菜单并在其下拉菜单中选 则进行编译, 择“Compile to OBJ” ,则进行编译,得到一个后缀 的目标程序( 为.obj的目标程序(为方便起见,在一般书刊中,以上菜 的目标程序 为方便起见,在一般书刊中, 单的选择以“Compile/Compile to OBJ”表示 。然后再选 单的选择以“ 表示)。 表示 菜单“ 菜单“Compile/Link EXE file”, 进行连接操作,可得到 , 进行连接操作, 一个后缀为.exe的可执行文件。也可以将编译和连接合为 的可执行文件。 一个后缀为 的可执行文件 一个步骤进行。选菜单“ 一个步骤进行。选菜单“Compile/Make EXE file” 或按 “F9”键,即可一次完成编译和连接。在屏幕上会显示编 键 即可一次完成编译和连接。 译或连接时有无错误和有几个错误,见图1.5所示 所示。 译或连接时有无错误和有几个错误,见图 所示。此时 按任何一个键, 所显示的“ 按任何一个键, 图1.5所显示的“编译信息框”会 所显示的 编译信息框”

消失,屏幕上会恢复显示源程序,光标停留在出错之处。 失 屏幕上会恢复显示源程序,光标停留在出错之处。 在屏幕的下半部分显示出有错误的行和错误的原因。 在屏幕的下半部分显示出有错误的行和错误的原因。根据 此信息修改源程序。修改完毕认为无错后,再按“ 此信息修改源程序。修改完毕认为无错后,再按“F9”, , 再次进行编译和连接,如此反复进行到不显示出错为止。 再次进行编译和连接,如此反复进行到不显示出错为止。

图1.5

(4) 执行程序。按“F10”键, 在窗口上部的主菜单中某一 执行程序。 键 项处出现“反相”显示(黑色亮块)。 项处出现“反相”显示(黑色亮块)。 File Edit Run Compile Project Option Debug Break/watch 用“→”键将亮块移到“Run”,按回车键, 在其下拉菜单 ”键将亮块移到“ ,按回车键, 中选择“ 中选择“Run”项,或直接按 项 或直接按Ctrl + F9键, 系统就会执行 键 集成环境窗口消失, 已编译好的目标文件。此时, TC集成环境窗口消失 已编译好的目标文件。此时, TC集成环境窗口消失,屏 幕上显示出程序运行时输出的结果。 幕上显示出程序运行时输出的结果。如果程序需要输入 数据(如例 如例1.3),则应在此时,从键盘输入所需数据,然 数据 如例 ,则应在此时,从键盘输入所需数据, 后程序会接着执行,输出结果。 后程序会接着执行,输出结果。 如果发现运行结果不对,要重新修改源程序, 如果发现运行结果不对,要重新修改源程序,可以再按 “F10”键,并用“←”使亮块移到“Edit”处, 键 并用“ ”使亮块移到“ 处

按回车键,即进入编辑状态, 按回车键,即进入编辑状态,可以根据需要修改 源程序,并重复上述(2), , 步 源程序,并重复上述 ,(3),(4)步,直到得到 正确结果为止。 正确结果为止。 (5) 可以用“Alt”和“X”键(同时按此两键 ,脱离 可以用“ 和 键 同时按此两键), 同时按此两键 Turbo C ,回到 回到DOS命令状态。 命令状态。 命令状态 此时,可以用DOS命令显示源程序和运行程序 命令显示源程序和运行程序: 此时,可以用 命令显示源程序和运行程序 C> TYPE tc1.c? (列出源程序清单 列出源程序清单) ? 列出源程序清单 C> tc1? (执行目标程序 tc1.exe) ? 执行目标程序 如果想再修改源程序,可以重新执行步骤( ), 如果想再修改源程序,可以重新执行步骤(1), 并输入源程序文件名即可。 并输入源程序文件名即可。

2. 在UNIX操作系统下运行 程序的步骤 操作系统下运行C程序的步骤 操作系统下运行 (1) 用编辑程序 (如UNIX系统的文本行编辑程序 , 系统的文本行编辑程序ed, 如 系统的文本行编辑程序 或屏幕编辑程序vi)将源程序输入计算机 将源程序输入计算机, 或屏幕编辑程序 将源程序输入计算机,经修改 认为无误后,存入文件系统。 认为无误后,存入文件系统。设用户将源文件定 名为f.c 源程序的后缀一般定为 源程序的后缀一般定为“ 名为 (C源程序的后缀一般定为“.c”)。 。 (2) 编译。调用 编译程序 对源文件进行编译。可 编译。调用C编译程序 对源文件进行编译。 编译程序cc对源文件进行编译 打入命令: 打入命令 cc f.c ? 如果在编译过程中发现源程序有语法错误, 如果在编译过程中发现源程序有语法错误,则系统 会输出“出错信息” 会输出“出错信息”,告诉用户第几行有什么样 的错误。用户应重新调用编辑程序, 的错误。用户应重新调用编辑程序,修改后再进 行编译。如此直到编译通过为止。 行编译。如此直到编译通过为止。编译时先

生成一个汇编语言程序(即将 源程序翻译成为一个汇编 生成一个汇编语言程序 即将C源程序翻译成为一个汇编 即将 语言程序), 语言程序 ,然后由编译程序再将汇编语言程序翻译成机 器指令程序,即目标程序。 器指令程序,即目标程序。目标程序的文件 名与相应的源程序同名,但后缀为“ 名与相应的源程序同名,但后缀为“.o” (表示它是目标文 件),上述源文件 经编译后得到目标程序 。 ),上述源文件f.c经编译后得到目标程序 上述源文件 经编译后得到目标程序f.o。 (3) 连接。将目标程序和库函数或其他目标程序连接成可执 连接。 行的目标程序。 系统下, 自动完成的。 行的目标程序。在UNIX系统下,连接是由 自动完成的。 系统下 连接是由cc自动完成的 最后得到可执行文件, 文件名由系统自动确定为a.out。 最后得到可执行文件, 文件名由系统自动确定为 。 如果不想用系统定的文件名a.out,也可以在编译时自己指 如果不想用系统定的文件名 , 定可执行文件名。例如想指定为f.out, 定可执行文件名。例如想指定为 ,

可以在编译时打入以下命令: 可以在编译时打入以下命令 cc -o f.out f.c? ? 它的作用是将源程序f.c编译成可执行程序 编译成可执行程序, 它的作用是将源程序 编译成可执行程序,文件名为 f.out。 。 (4) 执行程序。只需输入可执行文件名即可。例如 执行程序。只需输入可执行文件名即可。例如: a.out? (系统指定的文件名 系统指定的文件名) ? 系统指定的文件名 (用户指定的文件名 用户指定的文件名) 或f.out 用户指定的文件名 3. 在DOS下用 下用Microsoft C 6.0编译程序运行 程序的步骤 编译程序运行C程序的步骤 下用 编译程序运行 Microsoft C是微软公司为 是微软公司为IBM系列微机开发的 编译系 系列微机开发的C编译系 是微软公司为 系列微机开发的 版本提供了多个库函数。 统。MS C 6.0版本提供了多个库函数。老版本的 版本提供了多个库函数 老版本的MS C 采用基于DOS平台的命令行方式。MS C 6.0增加了基 平台的命令行方式。 采用基于 平台的命令行方式 增加了基 于鼠标和窗口的“程序员工作台” 于鼠标和窗口的“程序员工作台”

(programmer's work bench, 缩写为 , 缩写为PWB), ), 它也是一个集成环境。 也是人们常用的C编 它也是一个集成环境。MS C也是人们常用的 编 也是人们常用的 译系统之一。目前,大多数使用MS C的人习惯 译系统之一。目前,大多数使用 的人习惯 用命令行方式。 用命令行方式。因此我们在这里只简单地介绍命 令行方式的用法。 令行方式的用法。 (1) 编辑 源程序。可以用任何全屏幕编辑系统输 编辑C源程序 源程序。 入和编辑源程序。 入和编辑源程序。假设已输入和编辑好的源文件 名为a1.c。 名为 。 (2) 编译和连接。MS C提供了一个功能很强的 编译和连接。 提供了一个功能很强的CL 提供了一个功能很强的 命令, 可一次完成程序的编译和连接。 是 命令, 可一次完成程序的编译和连接。CL是 Compile和Link的第一个字母。用法如下: 的第一个字母。 和 的第一个字母 用法如下: CL a1.c ? (对源程序 对源程序a1.c进行编译和连接 进行编译和连接) 对源程序 进行编译和连接

如果在编译和连接时出现“出错信息” 如果在编译和连接时出现“出错信息”,则需要 重新编辑(修改 源程序。编译和连接完成后, 修改)源程序 重新编辑 修改 源程序。编译和连接完成后,产 生一个可执行文件a1.exe。 生一个可执行文件 。 (3) 执行程序。只需输入可执行文件名: 执行程序。只需输入可执行文件名 a1? ? 即可得到运行结果。以上步骤只需上机试一下, 即可得到运行结果。以上步骤只需上机试一下,即 可明白。 可明白。

习题
1.1 请根据自己的认识,写出 语言的主要特点。 请根据自己的认识,写出C语言的主要特点 语言的主要特点。 1.2 C语言的主要用途是什么 它和其他高级语言 语言的主要用途是什么? 语言的主要用途是什么 有什么异同? 有什么异同 1.3 写出一个 程序的构成。 写出一个C程序的构成 程序的构成。 1.4 C语言以函数为程序的基本单位,有什么好处 语言以函数为程序的基本单位, 语言以函数为程序的基本单位 有什么好处? 1.5 请参照本章例题,编写一个 程序,输出以下 请参照本章例题,编写一个C程序 程序, 信息: 信息

****************************** Very good! ****************************** 1.6 编写一个 程序,输入 、b、c 3个值,输出其 编写一个C程序 输入a、 、 个值 程序, 个值, 中最大者。 中最大者。 1.7 上机运行本章 个例题,熟悉所用系统的上机 上机运行本章3个例题 个例题, 方法与步骤。 方法与步骤。 1.8 上机运行本章习题 和1.6。 上机运行本章习题1.5和 。


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